Galaksi Jauh Mengonfirmasi Keberadaan Energi Gelap dan Kerataan Semesta


Pada akhir 1990-an, dua tim astronom mengejutkan komunitas ilmiah dengan penemuan bahwa alam semesta mengalami percepatan ekspansi, entah bagaimana mengalahkan tarikan gravitasi konstan yang seharusnya memperlambatnya. Pelakunya menekan akselerator kosmik dengan nama "energi gelap, " yang merupakan moniker penuh teka-teki untuk sesuatu yang masih sangat kurang dipahami

Pada akhir 1990-an, dua tim astronom mengejutkan komunitas ilmiah dengan penemuan bahwa alam semesta mengalami percepatan ekspansi, entah bagaimana mengalahkan tarikan gravitasi konstan yang seharusnya memperlambatnya. Pelakunya menekan akselerator kosmik dengan nama "energi gelap, " yang merupakan moniker penuh teka-teki untuk sesuatu yang masih sangat kurang dipahami.
"Kami memiliki gambaran yang luar biasa sederhana tentang alam semesta, " kata ahli astrofisika Universitas Princeton Michael Strauss. "Tentu saja, kita tidak mengerti gambar itu — kita tidak tahu apa itu energi gelap, dan kita tidak tahu apa itu materi gelap." Materi gelap, entitas misterius yang berdiri lebih lama, adalah beberapa substansi yang tidak terlihat tetapi umum yang mengungkapkan dirinya hanya melalui tarikan gravitasinya.
Tetapi energi gelap — apa pun itu — ada di sana, menurut sejumlah pengukuran yang dilakukan pada tahun-tahun sejak pengaruhnya pertama kali terdeteksi. Sekarang sepasang peneliti di Universitas Provence di Perancis telah menambah bukti dengan mengonfirmasi keberadaan energi gelap melalui uji independen yang memverifikasi dampak parameter kosmik pada penampilan pasangan galaksi jauh. Penelitian ini muncul di Nature edisi 25 November. (Adalah bagian dari Nature Publishing Group.)
Menentukan di mana objek yang jauh berada di ruang membutuhkan sedikit kerja, karena alam semesta tidak memiliki penanda jarak yang jelas. Para astronom dan kosmolog dapat menyimpulkan posisi tiga dimensi bintang atau galaksi dengan mengukur pergeseran merahnya, yang menunjukkan bukan jarak sebenarnya ke objek, tetapi seberapa banyak cahaya yang dipancarkannya telah terentang oleh resesi dari kita di dalam alam semesta yang mengembang. Kemudian, dengan beberapa asumsi tentang kelengkungan dan isi alam semesta, mereka dapat merekonstruksi posisi benda-benda itu dari pergeseran merah. (Ruang dapat memiliki kelengkungan positif, seperti permukaan bola, atau kelengkungan negatif, seperti permukaan pelana. Hanya di alam semesta yang datar ruang mematuhi semua aturan standar kelas-geometri — sudut segitiga bertambah hingga tepat 180 derajat dan garis paralel tidak pernah bertemu.)
Beberapa dekade yang lalu, para peneliti menyadari bahwa jika mereka dapat mengamati beberapa distribusi benda-benda berbentuk bola di alam semesta yang jauh, mereka dapat menggunakan distorsi apa pun yang tampak dalam bola itu untuk menentukan geometri dan isi alam semesta. Lagi pula, hanya dengan parameter yang benar yang mengubah pergeseran merah ke posisi distribusi yang direkonstruksi menjadi bulat. Tes ini diusulkan pada tahun 1979 oleh Charles Alcock, sekarang di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dan almarhum Bohdan Paczynski, yang adalah seorang profesor di Princeton hingga kematiannya pada tahun 2007. Para peneliti "menunjukkan bahwa jika Anda melihat distribusi galaksi, dan Anda melihat kosmologi yang salah, Anda akan berakhir dengan kekacauan yang terdistorsi, "kata Strauss. "Hal-hal yang seharusnya bulat terlihat terdistorsi."
Ahli kosmologi Universitas Provence Christian Marinoni dan mahasiswa pascasarjana Adeline Buzzi, penulis penelitian, mengambil pendekatan baru untuk tes Alcock-Paczynski, berkonsentrasi pada penyelarasan individu dari ratusan binari galaksi. Orientasi dari pasangan galaksi yang terikat secara gravitasi ini harus sepenuhnya acak, seperti yang dilihat dari sudut pandang kita di dalam tata surya. "Galaksi-galaksi itu tidak tahu bahwa Anda ada di sana mengawasi mereka, jadi itu hanya beberapa variabel acak, " kata Strauss. Bayangkan dua titik pada sisi yang berlawanan dari sebuah bola — memutar bola di sekeliling menunjukkan semua orientasi berbeda yang bisa diambil oleh sepasang galaksi untuk pengamat tertentu, dari susunan langsung ke susunan vertikal ke setiap susunan kemiringan.
Tetapi geometri dan perluasan alam semesta dapat merusak orientasi yang tampak; tanpa koreksi yang tepat untuk susunan dan bentuk alam semesta, orientasi binari galaksi akan terlihat bengkok. "Orientasi yang jelas bias karena kita mengukur orientasi bukan dengan kompas atau dengan penggaris tetapi dengan pergeseran merah, " kata Marinoni. Dan pergeseran merah tergantung pada bagaimana alam semesta mengembang.
Dengan mengubah geometri alam semesta dan sifat energi gelapnya, para peneliti mengoreksi gambar sampai pasangan galaksi memang menunjuk ke segala arah, seperti yang diharapkan. Dengan tweak itu, Marinoni dan Buzzi mengkonfirmasi dua prinsip model kosmologis saat ini: bahwa alam semesta adalah ruang datar dan didominasi oleh energi gelap, yang membentuk sekitar dua pertiga alam semesta, yang sangat mirip dengan Albert Konstanta kosmologis Einstein yang terkenal. (Sisanya terutama berasal dari materi gelap, dengan materi biasa — atom dan molekul — menyumbang sekitar 4 persen ke total susunan alam semesta.) "Anda memiliki citra yang menyimpang dari pasangan-pasangan ini, tetapi ketika Anda memasukkan yang baik, kelengkungan datar dari alam semesta, dan jumlah energi gelap yang baik, maka segera Anda memulihkan pengaturan isotropik [simetris] dari pasangan ini, "kata Marinoni.
Pelintiran baru pada tes Alcock-Paczynski bukan hanya lompatan kreatif - Marinoni dan Buzzi juga harus mengoreksi beberapa efek pergeseran merah sial yang datang dari kecepatan galaksi sendiri, tidak tergantung pada ekspansi alam semesta. Marinoni menyamakan prosesnya dengan menyetir mobil yang melaju kencang di jalan yang meluas; ahli kosmologi ingin tahu bukan seberapa cepat mobil bergerak sendiri, tetapi seberapa cepat jalan yang menyebar membawanya. Tanpa mengoreksi gerakan galaksi sendiri, yang dikenal sebagai kecepatan khusus, pasangan biner cenderung tampak lebih memanjang di sepanjang garis pandang pengamat.
Jadi para peneliti mengukur orientasi 721 terdekat, atau pergeseran rendah, biner galaksi dalam data arsip dari Sloan Digital Sky Survey, mengkalibrasi mereka untuk memperhitungkan kontribusi kecepatan galaksi sendiri. Dipersenjatai dengan asumsi bahwa pasangan galaksi di dekatnya bergerak dengan cara yang sama dengan yang ada di alam semesta yang jauh, para peneliti menerapkan kalibrasi mereka ke 509 jauh, atau pergeseran tinggi, biner galaksi dari survei redshift DEEP2 untuk mengisolasi orientasi sebenarnya dari pasangan jauh. .
Tetapi anggapan itu menyisakan sedikit cahaya matahari dalam kasus baru untuk energi gelap. Jika galaksi yang jauh memiliki kecepatan aneh yang berbeda dari galaksi terdekat, hasil para peneliti akan condong. Namun, tes ini adalah pandangan baru pada fenomena energi gelap yang aneh, dan temuan-temuannya setuju dengan sejumlah besar bukti dari berbagai perspektif. "Sejauh ini, gambarnya sangat cerah, karena semua tes yang telah dilakukan tampaknya cocok satu sama lain, " kata Strauss. "Tapi semakin banyak tes yang kamu lakukan, semakin baik kamu."

Film Holografik untuk 3-D, Sans Itu Spesifikasi KonyolBioinformatika: Big Data Versus Big CMoriarty Mereka Tidak: Pelanggar Hukum yang Kikuk Membuat Forensik Tidak PerluARGO Network Senses Ocean ChangesPerlombaan untuk Mengubah Hidrogen Gassy menjadi Logam PadatPinwheel Primordial: Astronom Spot Galaksi Spiral Terkemuka Terlama NamunKerusakan Terakhir dari Tennessee Ash Ash SpillTeori Hilang Einstein Terungkap